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甲氧虫酰肼在水生微宇宙中的归趋研究

甲氧虫酰肼在水生微宇宙中的归趋研究

作者：陈雅洁江西农业大学

学位级别：硕士

微宇宙作为一种人工控制的模拟生态系统,已广泛应用于农药生态风险评估,而多介质逸度模型也已逐渐成为研究农药环境行为和归趋的重要手段。本文通过构建室内水生微宇宙模拟和建立多介质逸度模型,研究了甲氧虫酰肼在水-沉积物-斑马鱼-水... 详细信息

微宇宙作为一种人工控制的模拟生态系统,已广泛应用于农药生态风险评估,而多介质逸度模型也已逐渐成为研究农药环境行为和归趋的重要手段。本文通过构建室内水生微宇宙模拟和建立多介质逸度模型,研究了甲氧虫酰肼在水-沉积物-斑马鱼-水草微宇宙中的迁移转化和最终归趋行为,为甲氧虫酰肼在环境中的安全评价提供理论支撑,为其他类型的农药的环境行为和归趋研究提供新的研究方法。其结果如下:采用优化的QuEChERS方法,结合高效液相色谱串联质谱技术建立了甲氧虫酰肼在水、沉积物、水草、斑马鱼中的残留分析方法,样品经2%的甲酸乙腈提取,C18、GCB和Floristil净化,所建方法R>0.99,在各相中的回收率为74.0%-114.7%,变异系数在1.7%-10.0%。最低检测限为0.005mg/kg。在以吉林地区沉积物构建的水生微宇宙系统1中,在740h试验结束时,甲氧虫酰肼在水、沉积物、水草和斑马鱼中的浓度分别为0.306 mg/L、1.25mg/kg、1.51mg/kg和0.41mg/kg;在以江苏地区沉积物构建的水生微宇宙系统2中,在740h试验结束时,甲氧虫酰肼在水、沉积物、水草和斑马鱼中的浓度分别为0.30 mg/L、0.68mg/kg、1.49mg/kg和0.56mg/kg;在以湖南地区沉积物构建的水生微宇宙系统3中,在740h试验结束时,甲氧虫酰肼在水、沉积物、水草和斑马鱼中的浓度分别为0.34 mg/L、0.46mg/kg、2.49mg/kg和0.51mg/kg。生物富集试验表明,甲氧虫酰肼在斑马鱼体内的富集系数（BCF）平均值为1.65L/kg,在水草中的富集系数平均值为5.57L/kg。甲氧虫酰肼在水和水草体中的模型预测浓度与实测值较接近,而在沉积物和斑马鱼相中的预测值均高于实测值,偏差都在一个对数单位内。逸度模型模拟结果表明,甲氧虫酰肼在各相之间有明显的质量迁移,系统2水体中的甲氧虫酰肼向沉积物迁移速率最大,为0.279mg/h。当系统达到稳态时,在三个不同系统中,甲氧虫酰肼在各相中的分布情况具体为:在系统1中,水中含有的甲氧虫酰肼占总质量的76.76%,沉积物中含有的甲氧虫酰肼占总质量的22.07%,水蕴草中含有的甲氧虫酰肼占总质量的0.66%,斑马鱼中含有的甲氧虫酰肼占总质量的0.55%。在系统2中,水中含有的甲氧虫酰肼占总质量的80.42%,沉积物中含有的甲氧虫酰肼占总质量的18.58%,水蕴草中含有的甲氧虫酰肼占总质量的0.48%,斑马鱼中含有的甲氧虫酰肼占总质量的0.52%。在系统3中,水中含有的甲氧虫酰肼占总质量的76.80%,沉积物中含有的甲氧虫酰肼占总质量的22.15%,水蕴草中含有的甲氧虫酰肼占总质量的0.49%,斑马鱼中含有的甲氧虫酰肼占总质量的0.56%。

关键词：甲氧虫酰肼水生微宇宙逸度模型归趋

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铅和镉在水生微宇宙中的分布特征

铅和镉在水生微宇宙中的分布特征

作者：陈瑜吉林大学

学位级别：硕士

铅和镉是环境中常见的重金属,主要来源于矿山开采,金属冶炼,化学工业,燃煤等。水生微宇宙即模拟水生态系统,是国外环境研究中应用最多的模拟生态系统。目前实验室水生微宇宙方法已广泛用于研究重金属等污染物在水生生态系统中的归趋。... 详细信息

铅和镉是环境中常见的重金属,主要来源于矿山开采,金属冶炼,化学工业,燃煤等。水生微宇宙即模拟水生态系统,是国外环境研究中应用最多的模拟生态系统。目前实验室水生微宇宙方法已广泛用于研究重金属等污染物在水生生态系统中的归趋。本研究为了考察铅和镉在水环境中的行为特征,利用长春市南湖中的水和多种固相物质,在实验室中模拟建立水生微宇宙,并利用水生微宇宙研究了铅和镉在水相、生物膜和表层沉积物中的含量随重金属浓度,时间和pH值改变而产生的变化。结果表明,水相中重金属浓度随时间的增加而降低,随系统中重金属总量的增大和pH值的降低而升高,反之亦然;固相物质中的重金属含量随水相中浓度的增大而增加;表层沉积物富集的重金属主要分布在深度为0～1cm这一层中;pH值的改变能显著影响固相物质对重金属的富集,当pH值升高时,固相物质对重金属的富集能力提高,反之则降低。

关键词：水生微宇宙铅镉水相生物膜沉积物

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铅和隔在水生微宇宙中的分布特征研究

铅和隔在水生微宇宙中的分布特征研究

第五届全国环境化学大会

作者：陈瑜花修艺董德明周进亭兰莹梁大鹏吉林大学环境与资源学院

＜正＞铅和镉是环境中常见的重金属,主要来源于矿山开采、金属冶炼、化学工业和燃煤等,其在水环境中的行为备受关注。水生微宇宙即模拟水生态系统（Model Aquatic Ecosystem）,是国外相关研究中应用最多的模拟生态系统。目前实验室水生... 详细信息

＜正＞铅和镉是环境中常见的重金属,主要来源于矿山开采、金属冶炼、化学工业和燃煤等,其在水环境中的行为备受关注。水生微宇宙即模拟水生态系统（Model Aquatic Ecosystem）,是国外相关研究中应用最多的模拟生态系统。目前实验室水生微宇宙方法已广泛用于研究重金属等污染物在水生生态系统中的归趋行为。

关键词：水生微宇宙铅镉生物膜沉积物分布

来源： cnki会议评论

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实验室水生微宇宙的组建和基本生态学过程

南京大学学报（自然科学版） 1992年第1期28卷 98-106页

作者：金洪钧孙丽伟南京大学环境科学系

在实验室内以贮备的纯培养生物、培养液和沉积物组建了水生微宇宙。生物群落包括我国淡水生态系统常见的8种藻、2种原生动物和1种甲壳动物,以及存在于实验室内的天然微生物群落.微宇宙运行28—31天,研究了藻类群落和大型溞种群的消长关... 详细信息

在实验室内以贮备的纯培养生物、培养液和沉积物组建了水生微宇宙。生物群落包括我国淡水生态系统常见的8种藻、2种原生动物和1种甲壳动物,以及存在于实验室内的天然微生物群落.微宇宙运行28—31天,研究了藻类群落和大型溞种群的消长关系,以及毛初级生产力 P、总呼吸 R 和 P/R 比值的变动规律。试验结果表明,这种人工组合的水生微宇宙具有天然水生态系统的基本功能和生态学过程,经演替后,其生物组成和代谢可趋于稳定,并具有可重复性,可望作为在种群、群落和生态系统水平上评价化学品风险的多物种试验系统.

关键词：水生微宇宙模拟水生态系统

基于微宇宙的吐纳麝香和佳乐麝香的生态毒性研究

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基于微宇宙的吐纳麝香和佳乐麝香的生态毒性研究

作者：吴凡中国环境科学研究院

学位级别：硕士

吐纳麝香（tonalide,或AHTN）和佳乐麝香（galaxolide,或HHCB）是两种最为常见的人工合成麝香,在全世界具有非常高的生产量和消费量,它们的使用量占人工合成麝香的75%以上。由于AHTN和HHCB具有较高的疏水性和脂溶性及较低的生物降解性,... 详细信息

吐纳麝香（tonalide,或AHTN）和佳乐麝香（galaxolide,或HHCB）是两种最为常见的人工合成麝香,在全世界具有非常高的生产量和消费量,它们的使用量占人工合成麝香的75%以上。由于AHTN和HHCB具有较高的疏水性和脂溶性及较低的生物降解性,在自然环境、生物体甚至人体中均能检测到AHTN和HHCB。鉴于AHTN和HHCB有较高的检出率,已有一系列关于两种人工合成麝香的单物种毒性研究证明AHTN和HHCB具有生态毒性。在生态风险评估体系中,相较于单物种毒性实验,水生微宇宙毒性实验可以在一定程度上模拟自然水生态系统,得到的毒性数据更有科学性。对数据库中所有的单物种与微宇宙毒性实验数据进行搜集与对比,发现生物在微宇宙系统中对于污染物更加敏感。因此,本研究依据美国材料与实验协会准则ASTM E 1366-02,选取浮游动物:大型溞（Daphnia magna）、萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus Pallas）;浮游植物:新月菱形藻（Nitzschia closterium）、小球藻（Chlorella vulgaris）、三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）、斜生栅藻（Tetradesmus obliquus）;脊椎动物:斑马鱼（Danio rerio）;底栖动物:苹果螺（Malea pomum）以及从清河水样中提取的微生物群落构建标准水生微宇宙,进行AHTN和HHCB的生态毒性实验,研究得出的主要结果如下:（1）通过在水生微宇宙系统中构建具有生产者、消费者以及分解者的简单食物网,在实验周期为28 d的AHTN以及HHCB水生微宇宙毒性实验中,分析得出基于群落角度的无效应浓度(NOECcommunity)分别为1μg/L以及0.5μg/L,分别对微宇宙系统中各生物的多种毒性效应进行分析,得出大部分单物种的无效应浓度与要高于NOECcommunity或较为相近。（2）以微生物α多样性指数为毒性终点,分别得出AHTN以及HHCB水生微宇宙毒性实验NOECmicrobial为10μg/L以及0.5μg/L。（3）结合NOECcommunity以及NOECmicrobial,对1μg/LAHTN以及0.5μg/LHHCB浓度处理组内的斑马鱼进行转录组分析,结果显示1μg/L的AHTN会使与斑马鱼甲状腺激素分泌相关的表达基因和信号通路受到显著性影响;而0.5μg/L的HHCB同时会导致与促性腺激素释放激素分泌相关的表达基因和信号通路受到显著性影响。综上所述,本研究构建水生微宇宙,基于群落角度分别得出的AHTN和HHCB的NOECcommunity分别低于通过物种敏感度分布曲线（SSD）推算得出的HC5,进一步证明生物在微宇宙实验中相较于单物种实验对污染物更加敏感,表明需加强基于微宇宙的污染物毒性实验。对水生微宇宙系统中各生物的多种毒性效应进行测定,发现NOEC值大部分高于NOECcommunity,表明通过水生微宇宙毒性实验得到的水生态安全阈值可以保护系统中大多数生物。对上述两个NOECcommunity处理组中的斑马鱼转录组进行测定,发现斑马鱼内分泌系统仍然受到了干扰,说明在水生微宇宙系统内,污染物会随着食物网在高级消费者体内累积并产生效应,表明在评估污染物毒性和生态风险时,还应关注高级消费者的分子基因方面的效应。通过水生微宇宙毒性可以得出基于群落尺度的AHTN和HHCB的水生态安全阈值,经过实验验证该阈值可以保护水体中多数生物,表明水生微宇宙实验可以在污染物生态风险评估中提供有效支持。

关键词：水生微宇宙佳乐麝香吐纳麝香生态毒性群落效应

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模拟水生态系统及其在环境研究中的应用

应用生态学报 1990年第4期1卷 356-363页

作者：金洪钧孙丽伟南京大学环境科学系南京210008

随着70年代污染生态毒理学的发展,微宇宙作为评价化学品的环境影响的有力工具日益受到重视。由于从点源和非点源释放的化学物质可经直接或间接途径进入水生态系统,水生微宇宙在环境研究中的应用发展很快。早期的研究工作侧重于化学污染... 详细信息

随着70年代污染生态毒理学的发展,微宇宙作为评价化学品的环境影响的有力工具日益受到重视。由于从点源和非点源释放的化学物质可经直接或间接途径进入水生态系统,水生微宇宙在环境研究中的应用发展很快。早期的研究工作侧重于化学污染物在水环境的归宿。自70年代末以来,研究注意力逐渐集中于有毒物质在水生态系统内不同生物学组织水平上的生态学效应。本文分下列4个方面进行述评:(1)关于模拟生态系统的若干基本概念;(2)应用于环境研究的不同类型水生微宇宙;(3)尚有争议的若干问题;(4)水生微宇宙技术应用的新动向和展望。

关键词：水生态系统水生微宇宙

用微宇宙法研究稀土元素在富营养化水体中的归趋

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环境化学 1998年第3期17卷 250--25页

作者：尹大强杨兴烨孙昊王晓蓉戴乐美陈逸君曹密污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学现代分析中心南京210093

本文利用静态实验室水生微宇宙的方法研究了轻、中、重三类五种稀土混合物（La,Ce,Sm,Gd,Y）在富营养水体、底泥、浮萍、大型蚤、螺蛳和金鱼中的分布和富集。结果表明,稀土在水生微宇宙各组分中的分布和积累的趋势为轻稀土>中稀土>重稀... 详细信息

本文利用静态实验室水生微宇宙的方法研究了轻、中、重三类五种稀土混合物（La,Ce,Sm,Gd,Y）在富营养水体、底泥、浮萍、大型蚤、螺蛳和金鱼中的分布和富集。结果表明,稀土在水生微宇宙各组分中的分布和积累的趋势为轻稀土>中稀土>重稀土。稀土元素在水体中6h后基本趋于平衡,其大部分为底泥所吸附;不同生物对稀土的分布和富集存在着较大的差异,其趋势为浮萍>大型蚤>螺蛳>金鱼。

关键词：水生微宇宙稀土元素富营养化水体污染

典型新兴溴系阻燃剂在水环境中富集和代谢转化机制研究

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典型新兴溴系阻燃剂在水环境中富集和代谢转化机制研究

作者：汪雅雯华东理工大学

学位级别：硕士

溴系阻燃剂(Brominated flame retardants,BFRs)由于阻燃效率高和经济适用性等优点被广泛应用。近年来世界各国甚至北极地区均检测出BFRs,由此引发的环境问题受到重点关注。目前研究多基于实地采样来分析污染水平,关于生物对BFRs的生物... 详细信息

溴系阻燃剂(Brominated flame retardants,BFRs)由于阻燃效率高和经济适用性等优点被广泛应用。近年来世界各国甚至北极地区均检测出BFRs,由此引发的环境问题受到重点关注。目前研究多基于实地采样来分析污染水平,关于生物对BFRs的生物转化行为知之甚少。本文以典型电子垃圾拆解场地沉积物检出浓度较高的十溴二苯醚(BDE209)、十溴二苯乙烷(DBDPE)、六溴苯(HBB)、1,2-双(2,4,6-三溴苯氧基)乙烷(BTBPE)和五溴甲苯(PBT)这5种溴系阻燃剂作为目标污染物,配制0.2、1.0、5.0、25.0和50.0mg/kg的复合染毒沉积物;以铜锈环棱螺和斑马鱼作为受试生物,搭建实验室内水生微宇宙装置,进行35天的富集实验和14天的清除实验,探究BFRs的生物富集水平、清除能力和代谢转化机制,为其水生态风险评估提供基础科学依据。主要研究结果如下:(1)生物体内富集量与暴露时间和剂量呈正相关,雌雄田螺对BFRs的富集无显著差异(P>0.05),腹足中BFRs的含量低于内脏。腹足中BTBPE占比为25.3%-58.1%,内脏中DBDPE和BDE209占BFRs总量的一半以上。田螺内脏对各物质的生物沉积物富集因子(BSAF)值依次为 DBDPE>BDE209>BTBPE>PBT>HBB,与 5 种 BFRs 的 logKow线性拟合R2>0.9。BFRs可代际传递,并在仔螺体内蓄积。一级动力学模型计算田螺腹足对PBT、HBB和BTBPE的平均清除半衰期为2.2、4.2和13.0天,内脏的相应清除半衰期为8.9、4.9和19.6天,各浓度组DBDPE和BDE209的清除半衰期均大于7天。(2)富集期间水体中各污染物浓度不超过186.88 ng/L,斑马鱼体内BFRs含量高于水体而低于田螺。6类组织中最大富集量排序为肝脏(7504.54 ng/g)>肠道(6936.99 ng/g)>鳃(3532.97ng/g)>脑(1531.93 ng/g)>卵(1277.87ng/g)>肌肉(605.80 ng/g)。主成分分析(PCA)表明PBT和HBB主要蓄积在斑马鱼肝脏和卵中,BDE209和DBDPE更多富集于鳃和肌肉中,BTBPE在肠道中比例高。斑马鱼体内PBT、HBB、BTBPE、DBDPE和BDE209的平均清除半衰期分别为4.01、4.09、2.90、3.72和3.75天。(3)50.0 mg/kg的单一 BFR暴露体系中,田螺肝脏表面相比对照组在扫描电子显微镜(SEM)下观察到明显的结构损伤,包括皱缩、穿孔、裂缝、组织增生和分离等。各物质在受试生物体内发生了代谢转化,结合GC-ECNI-MS和GC-EI-MS检测结果,鉴定了 2,4,6-三溴甲苯为PBT的代谢产物;HBB的转化产物主要有1,2,4,5-四溴苯和1,2,4-三溴苯;BTBPE的代谢产物之一为2,4,6-三溴苯酚;DBDPE在生物体内发生了还原脱溴过程;BDE209被代谢转化为包括五溴至九溴在内的低溴同系物。

关键词： BFRs 水生微宇宙生物富集清除代谢转化

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杀虫剂三唑磷在室内淡水微宇宙中的生态效应

生态毒理学报 2016年第3期11卷 101-114页

作者：袁丙强李少南浙江大学农药与环境毒理研究所杭州310029

作为一种中等毒性的有机磷杀虫剂,三唑磷在稻区的使用十分普遍。为弄清其对淡水生态系统的影响,选择5组浓度(0、0.35、1.75、17.5、52.5μg·L^(-1)),在以藻类作为营养源的室内微宇宙系统内进行研究,采用多变量分析软件CANOCO 5对数据... 详细信息

作为一种中等毒性的有机磷杀虫剂,三唑磷在稻区的使用十分普遍。为弄清其对淡水生态系统的影响,选择5组浓度(0、0.35、1.75、17.5、52.5μg·L^(-1)),在以藻类作为营养源的室内微宇宙系统内进行研究,采用多变量分析软件CANOCO 5对数据进行分析。非限制性排序和多重比较的结果表明,给药后0~6 d,三唑磷对于浮游动物群落的最高无作用浓度(NOEC_(community))和最低有效浓度(LOEC_(community))分别为17.5μg·L^(-1)和52.5μg·L^(-1)。给药后第9天,最高浓度组(52.5μg·L^(-1))的群落结构开始恢复,此刻三唑磷在水中的实测浓度平均值为4.35μg·L^(-1)。对于单个物种种群密度做差异显著性分析和多重比较,结果显示浮游动物当中受影响最大的是绿色湖湾介Strandesia viridis。给药30 d后,该物种在52.5μg·L^(-1)处理组的种群密度明显下降,历时57 d的试验结束时,种群密度仍未恢复到对照水平。对于藻类,非限制性排序和多重比较的结果显示三唑磷在群落层次的影响未达到能够明显区分NOEC_(community)和LOEC_(community)的程度。在单物种层面,在给药后9~12 d,三唑磷对单细胞的羊角月牙藻Selenastrum capricornutum种群有刺激作用。其NOECspecies和LOECspecies分别为1.75μg·L^(-1)和17.5μg·L^(-1)。没有迹象表明三唑磷的引入能够明显改变水体pH、电导、浊度和水体C循环状况。结合暴露评估软件GNEEC(Version 2.0)输出的环境浓度(峰值为2.44μg·L^(-1)),本研究结果显示三唑磷在正常使用剂量下有可能对稻田周边浮游动物群落的内部结构造成扰动,但是它不会对整个系统造成不可恢复的影响。

关键词：三唑磷水生微宇宙多元分析主效应曲线